本书从实验科学的角度探讨了Java性能优化的方方面面,**阐述了*的实用JVM性能调优策略、工具和技巧。通过本书,我们不仅可以了解Java原理和技术如何充分利用现代硬件和操作系统、衡量Java性能的陷阱以及微基准测试的弊端有哪些,还能深入研究可能使团队烦恼的几种性能测试和常见反模式、JVM垃圾收集、JIT编译和Java语言性能技术等。本书为读者打开了深入理解Java性能的大门,并以路标助力其优化之旅。

中文版**序一 xv 中文版**序二 xvi 序 xvii 前言 xix 第 1 章 明确优化与性能 1 1.1 关于Java性能的误解 1 1.2 Java性能概览 2 1.3 作为实验科学的性能 3 1.4 性能分类方法 4 1.4.1 吞吐量 4 1.4.2 延迟 5 1.4.3 容量 5 1.4.4 利用率 5 1.4.5 效率 5 1.4.6 可扩展性 5 1.4.7 降级 6 1.4.8 各种性能观测之间的关联 6 1.5 阅读性能图 7 1.6 小结 11 第 2 章 JVM概览 12 2.1 解释和类加载 12 2.2 执行字节码 13 2.3 HotSpot简介 17 2.4 JVM内存管理 19 2.5 线程和Java内存模型 20 2.6 认识不同的JVM 20 2.7 JVM的监控和工具 22 2.8 小结 25 第 3 章 硬件与操作系统 26 3.1 现代硬件简介 27 3.2 内存 27 3.3 现代处理器特性 33 3.3.1 翻译后备缓冲器 33 3.3.2 分支预测和推测执行 33 3.3.3 硬件存储器模型 33 3.4 操作系统 34 3.4.1 调度器 35 3.4.2 时间问题 36 3.4.3 上下文切换 37 3.5 一个简单的系统模型 38 3.6 基本探测策略 39 3.6.1 利用CPU 40 3.6.2 垃圾收集 41 3.6.3 I/O 42 3.6.4 机械共鸣 43 3.7 虚拟化 44 3.8 JVM和操作系统 45 3.9 小结 46 第 4 章 性能测试模式与反模式 47 4.1 性能测试的类型 47 4.1.1 延迟测试 48 4.1.2 吞吐量测试 48 4.1.3 负载测试 49 4.1.4 压力测试 49 4.1.5 耐久性测试 49 4.1.6 容量规划测试 49 4.1.7 退化测试 50 4.2 *佳实践入门 50 4.2.1 自上而下的性能测试 50 4.2.2 创建一个测试环境 51 4.2.3 确定性能要求 52 4.2.4 Java特有的问题 52 4.2.5 将性能测试当作软件开发生命周期的一部分 52 4.3 性能反模式 53 4.3.1 厌倦 53 4.3.2 填充简历 54 4.3.3 同侪压力 54 4.3.4 缺乏理解 54 4.3.5 被错误理解的问题/不存在的问题 54 4.4 性能反模式目录 55 4.4.1 被热门技术分心 55 4.4.2 被简单分心 55 4.4.3 性能调优天才 56 4.4.4 按照坊间传说调优 57 4.4.5 把责任归咎给驴 58 4.4.6 忽略大局 59 4.4.7 用户验收测试环境就是我的计算机 60 4.4.8 类似生产环境的数据很难表示 61 4.5 认知偏差与性能测试 62 4.5.1 还原论思维 62 4.5.2 确认偏差 63 4.5.3 战争的迷雾(行动偏差) 63 4.5.4 风险偏差 64 4.5.5 埃尔斯伯格悖论 64 4.6 小结 65 第 5 章 微基准测试与统计 66 5.1 Java性能测量 66 5.2 JMH 70 5.2.1 不是万不得已,不要做微基准测试(一个真实的故事) 70 5.2.2 关于何时使用微基准测试的启发 70 5.2.3 JMH框架 72 5.2.4 执行基准测试 73 5.3 JVM性能统计 77 5.3.1 误差类型 78 5.3.2 非正态统计 82 5.4 统计的解释 85 5.5 小结 88 第 6 章 理解垃圾收集 89 6.1 标记和清除 90 6.2 HotSpot运行时 92 6.2.1 对象的运行时表示 92 6.2.2 GC根和Arena 95 6.3 分配与生命周期 96 6.4 HotSpot中的垃圾收集 98 6.4.1 线程本地分配 98 6.4.2 半空间收集 99 6.5 并行收集器 100 6.5.1 新生代并行收集 101 6.5.2 老年代并行收集 102 6.5.3 并行收集器的局限性 103 6.6 分配的作用 104 6.7 小结 108 第 7 章 垃圾收集**话题 109 7.1 权衡与可插拔的收集器 109 7.2 并发垃圾收集理论 111 7.2.1 JVM**点 111 7.2.2 三色标记 112 7.3 CMS 114 7.3.1 CMS是如何工作的 115 7.3.2 用于CMS的基本JVM标志 117 7.4 G1 118 7.4.1 G1堆布局和区域 118 7.4.2 G1算法设计 119 7.4.3 G1的各阶段 120 7.4.4 用于G1的基本JVM标志 121 7.5 Shenandoah 121 7.5.1 并发压缩 123 7.5.2 获取Shenandoah 123 7.6 C4(Azul Zing) 124 7.7 IBM J9中的均衡收集器 127 7.7.1 J9对象头 128 7.7.2 Balanced收集器的大数组 129 7.7.3 NUMA和Balanced收集器 129 7.8 **的HotSpot收集器 130 7.8.1 Serial和SerialOld 130 7.8.2 增量式CMS 131 7.8.3 已被废弃和删除的垃圾收集组合 131 7.8.4 Epsilon 131 7.9 小结 132 第 8 章 垃圾收集日志、监控、调优及工具 133 8.1 认识垃圾收集日志 133 8.1.1 开启垃圾收集日志记录 133 8.1.2 垃圾收集日志与JMX的对比 134 8.1.3 JMX的缺点 135 8.1.4 垃圾收集日志数据带来的好处 136 8.2 日志解析工具 136 8.2.1 Censum 137 8.2.2 GCViewer 139 8.2.3 对于同一数据的不同可视化效果 140 8.3 基本垃圾收集调优 141 8.3.1 理解分配行为 142 8.3.2 理解暂停时间 144 8.3.3 收集器线程和GC根 145 8.4 调优Parallel GC 147 8.5 调优CMS 148 8.6 调优G1 150 8.7 jHiccup 152 8.8 小结 154 第 9 章 JVM上的代码执行 155 9.1 字节码解释概览 155 9.1.1 JVM字节码 158 9.1.2 简单解释器 163 9.1.3 HotSpot特定细节 165 9.2 AOT编译和JIT编译 166 9.2.1 AOT编译 166 9.2.2 JIT编译 167 9.2.3 比较AOT和JIT 168 9.3 HotSpot JIT基础 168 9.3.1 Klass字、虚函数表和指针变换 168 9.3.2 JIT编译日志 169 9.3.3 HotSpot中的编译器 171 9.3.4 HotSpot中的分层编译 171 9.4 代码缓存 172 9.5 简单JIT调优 173 9.6 小结 174 第 10 章 理解即时编译 175 10.1 认识JITWatch 175 10.1.1 基本的JITWatch视图 176 10.1.2 调试JVM和hsdi 180 10.2 介绍JIT编译 180 10.3 内联 181 10.3.1 内联的限制 182 10.3.2 调优内联子系统 183 10.4 循环展开 184 10.5 逃逸分析 186 10.5.1 消除堆分配 187 10.5.2 锁与逃逸分析 188 10.5.3 逃逸分析的限制 189 10.6 单态分派 192 10.7 内部函数 195 10.8 栈上替换 197 10.9 再谈**点 199 10.10 核心库方法 199 10.10.1 内联方法的大小上限 199 10.10.2 编译方法的大小上限 203 10.11 小结 204 第 11 章 Java语言性能技术 205 11.1 优化集合 206 11.2 针对列表的优化考虑 207 11.2.1 ArrayList 207 11.2.2 LinkedList 208 11.2.3 ArrayList与LinkedList的对比 209 11.3 针对映射的优化考虑 210 11.3.1 HashMap 210 11.3.2 TreeMap 212 11.3.3 缺少MultiMap 213 11.4 针对集的优化考虑 213 11.5 领域对象 213 11.6 避免终结化 216 11.6.1 血泪史:忘记清理 217 11.6.2 为什么不使用终结化来解决这个问题 217 11.6.3 try-with-resources 219 11.7 方法句柄 223 11.8 小结 226 第 12 章 并发性能技术 227 12.1 并行介绍 228 12.2 理解JMM 232 12.3 构建并发库 236 12.3.1 Unsafe 237 12.3.2 原子与CAS 238 12.3.3 锁和自旋锁 239 12.4 并发库总结 240 12.4.1 java.util.concurrent中的Lock 240 12.4.2 读/ 写锁 241 12.4.3 信号量 242 12.4.4 并发集合 242 12.4.5 锁存器和屏障 243 12.5 执行器和任务抽象 245 12.5.1 认识异步执行 245 12.5.2 选择一个ExecutorService 246 12.5.3 Fork/Join 246 12.6 现代Java并发 248 12.6.1 流和并行流 248 12.6.2 无锁技术 249 12.6.3 基于Actor的技术 250 12.7 小结 251 第 13 章 剖析 252 13.1 认识剖析 252 13.2 采样与**点偏差 253 13.3 面向开发人员的执行剖析工具 255 13.3.1 VisualVM剖析器 255 13.3.2 JProfiler 256 13.3.3 YourKit 261 13.3.4 Java Flight Recorder和Java Mission Control 262 13.3.5 运维工具 266 13.4 现代剖析器 269 13.5 分配剖析器 272 13.6 堆转储分析 278 13.7 小结 280 第 14 章 高性能日志和消息系统 281 14.1 日志 282 14.2 设计一个影响较低的日志记录器 284 14.3 使用Real Logic库实现低延迟 286 14.3.1 Agrona 287 14.3.2 Simple Binary Encoding 291 14.3.3 Aeron 294 14.3.4 Aeron的设计 296 14.4 小结 299 第 15 章 Java 9以及Java的未来方向 300 15.1 Java 9中小的性能增强 301 15.1.1 分段式代码缓存 301 15.1.2 紧凑的字符串 301 15.1.3 新的字符串连接 302 15.1.4 C2编译器的改进 303 15.1.5 新版G1收集器 304 15.2 Java 10和未来版本 305 15.2.1 新的发布流程 305 15.2.2 Java 10 305 15.3 Java 9及更高版本中的Unsafe 307 15.4 Valhalla项目和值类型 308 15.5 Graal和Truffle 312 15.6 字节码的未来方向 313 15.7 并发的未来方向 315 15.8 总结 316 作者介绍 318 封面介绍 318